分布式光伏系統(tǒng)組件級的產(chǎn)品技術應用分析(MLPE)

前言：在今年上海SNEC展會上，組件級電力電子技術及產(chǎn)品(MLPE)出現(xiàn)在多家逆變器品牌的展位上。實際上，絕大多數(shù)主流組件廠(晶科、天合、阿特斯、晶澳、尚德等等)早就關注并且都推出過與組件級電力電子技術結合的配套產(chǎn)品：智能組件(Smart module)或者交流組件(AC module)。而組件級電力電子技術與逆變器廠商聯(lián)合亮相，再一次吸引了業(yè)內(nèi)目光。

什么是組件級電力電子?

組件級電力電子，字面意思即為組件級別的電子設備。該技術包含電力電子、半導體器件、通訊、云計算及高可靠制造等多個方面。 目前現(xiàn)有產(chǎn)品系列包括微型逆變器、優(yōu)化器、關斷器(RSD)等等。

組件級電力電子市場

圖2.MLPE市場體量

目前全球市場體量在2016年為3GW左右，截止到2020年將會接近10GW。截止到2020年，微型逆變器系列的主流產(chǎn)品交流組件和獨立微逆將會平分秋色;而優(yōu)化器系列產(chǎn)品將出現(xiàn)三足鼎立的局面，分別是優(yōu)化器結合常規(guī)逆變器、優(yōu)化器結合簡化版逆變器及智能組件。

組件及電力電子應用優(yōu)勢

一、安全

先引入一個概念：直流高壓。光伏系統(tǒng)采用組串/集中式逆變器，每一串由幾塊甚至幾十塊太陽能組件串聯(lián)而成，系統(tǒng)中即存在600V-1000V的直流高壓，而直流高壓是導致直流拉弧的直接原因。根據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，直流拉弧占光伏火災起因的52%。

圖3.單串中存在600-1000V的直流高壓

各國安規(guī)

美國:防火協(xié)會修改國家電氣規(guī)范(2014 NEC ARTICLE 690 DRAFT)：“住宅用光伏發(fā)電系統(tǒng)中，在緊急情況發(fā)生時，光伏系統(tǒng)交流并網(wǎng)端斷開后，直流端電壓最大不能超過80伏;

德國：率先執(zhí)行VDE防火安全標準，明確規(guī)定在光伏系統(tǒng)中逆變器與組件之間需要增加一個直流電切斷裝置。此外，德國保險公司也有明確規(guī)定，對于消防員在滅火過程中由于光伏電站帶電造成的人身傷害不予賠付;

意大利：消防員在建筑物帶電的情況下，是不可以進行滅火工作的;

澳大利亞:根據(jù)OVE R11-1: 2013規(guī)范，在組件附近必須有斷路裝置;

在國內(nèi)，目前暫無光伏安全規(guī)范對光伏系統(tǒng)中的直流高壓進行明確的規(guī)定。逆變器廠商也試圖通過引入“電弧檢測功能”來保證系統(tǒng)安全性，然而該裝置并不能裂解直流高壓(組件級別)，無法實現(xiàn)組件級別的關斷，依然會在滅火時對消防員人身安全造成傷害。